BIOMECÁNICA 8NFUPO
- janayaojeda
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Actualizado: hace 3 días
Esta entrada contiene un resumen del seminario impartido por el fisioterapeuta Juan Anaya Ojeda en la VIII edición del Máster de Formación Permanente en Neurofisioterapia de la Universidad pública Pablo de Olavide, el fin de semana del 5 y 6 de abril de 2025.
Introducción a la Biomecánica en Neurociencia Clínica
El estudio de la biomecánica es un campo amplio que puede abordarse desde diferentes puntos de vista, y no existe una única visión de la biomecánica. En el contexto de este Máster, la intención es introducir conceptos y paradigmas que nos hagan pensar en el cuerpo humano y el movimiento desde un punto de vista distinto al que se expone frecuentemente en la formación de Grado. El objetivo es ir más allá de las explicaciones más simples y profundizar, pensando de una forma más compleja y útil para la clínica.
El tema teórico 12 y los seminarios de biomecánica buscan preparar conceptos y manejar un lenguaje común para consolidar lo que se vea en las sesiones presenciales. El contenido presentado es una perspectiva parcial e incompleta, un acercamiento compartido a conceptos básicos y trucos que han facilitado la labor del neurofisioterapeuta, más que una revisión sistemática de lo publicado. Se da por hecho que tendréis que seguir estudiando muchos años después de terminar el postgrado así que mucho ánimo en este interesante camino.
Para empezar, se critica la tendencia a quedarse solo con lo explicado en la formación de Grado, ya que el contenido para alumnos de primero no puede (ni debe) ser el mismo que para profesionales de postgrado. Se promueve la idea de que todo lo que estudiamos es parcial, incompleto y siempre puede complicarse, por lo que es necesario seguir investigando y aprendiendo para evolucionar hacia niveles de análisis más complejos.
Una pregunta fundamental que subyace en el estudio del movimiento humano es cómo el sistema nervioso elige la combinación más efectiva de movimientos dadas la cantidad de opciones posibles (combinaciones de articulaciones, músculos, etc.) en un momento y entorno concretos para una tarea específica. A lo largo de los últimos 150 años, distintas teorías han intentado responder a esto, creando las teorías de Control Motor. El estudio del movimiento ha puesto el foco en diferentes aspectos, desde la teoría reflexógena hasta la ecológica.
Principios Sistémicos en Biomecánica
El enfoque de la biomecánica presentado en el seminario se basa en la dinámica de sistemas. Desde la teoría de sistemas o sistémica, se considera que el movimiento humano surge de la interacción de tres sistemas principales: individuo, entorno y tarea. El movimiento es, por tanto, emergente; es decir, resulta de la combinación de características individuales (estructura corporal, cognición, emoción, etc.) en el desarrollo de una tarea para un contexto determinado. No es la simple suma de estas características, no se puede explicar sumando. Esto implica que debemos darnos una cura de humildad y no caer en la presunción de que analizando solo los factores físicos del movimiento podremos comprenderlo.
Los principios sistémicos ya se trataron en el seminario de Control Motor. Se enfatiza que, a diferencia del uso cotidiano de la palabra movimiento, como profesionales de la neurociencia clínica, debemos tener un entendimiento más profundo.
Leyes Biomecánicas Fundamentales
Existen ciertas leyes biomecánicas que Juan Anaya considera como limpias, innegables y verdaderas en sí mismas. Estas leyes nos sirven para estudiar la biomecánica con un enfoque universal dentro de las distintas escuelas. Algunas de estas leyes incluyen:
Los músculos solo se pueden acortar activamente. Esto es una característica estructural del músculo. La motoneurona y los componentes neurales determinan cuántas fibras se contraen según la tarea (hay que recordar el concepto de unidad motora).
La gravedad: Según la física moderna, las masas grandes (como la Tierra) curvan el espacio-tiempo, haciendo que caigamos hacia su centro de masas. Esto genera una aceleración constante de 9.8 m/s² hacia la superficie de este planeta.
Niveles de análisis biomecánico (Escuelas)
El estudio biomecánico puede realizarse a diferentes niveles de complejidad. Se presenta una evolución en el pensamiento, desde enfoques más simples hasta los más complejos:
Análisis Analítico o Fisiología Articular:
Es la escuela más básica, caracterizada por analizar solo relaciones locales y puramente estructurales.
Se basa en describir cómo las características estructurales de los componentes articulares influyen en el desplazamiento. El referente clásico es la obra sobre Fisiología Articular de Kapandji.
No tiene en cuenta las fuerzas externas (aceleración, peso) ni habla sobre el sistema nervioso. Simplificando, en este nivel de análisis nos da igual si la persona está viva o muerta; el análisis estructural es el mismo (podría hacerse sobre cadáveres o modelos anatómicos sin variar los resultados).
El análisis se centra en componentes que se tocan (por ejemplo, hueso con hueso en una articulación). El nivel más complejo dentro de esta escuela es el concepto de cadena articular, pero sigue limitado a las relaciones entre articulaciones contiguas.
Pros: Es un nivel de análisis muy detallado y observacional, fácil de estudiar porque los componentes pueden medirse, pesarse, radiografiarse, etc.. Está altamente influenciado por la genética y la evolución, lo que lleva a ciertas reglas aplicables a la mayoría (pusimos como ejemplos la forma del calcáneo, la disposición de los ligamentos del tobillo...).
Limitaciones: No integra niveles de análisis superiores al morfológico/estructural. La principal limitación para la neurofisioterapia es la ausencia del sistema nervioso en el análisis. Se asume que restaurar una componente patológica transferirá y generalizará automáticamente al resto, lo cual es cuestionable en personas con signos neurológicos.
Ejemplos: Análisis de movimientos específicos (combinaciones de flexión de muñeca con desviación cubital, extensión con desviación radial), la relación entre extensión de rodilla y rotación interna distal femoral, la forma del pie como trípode (no tetrápodo) debido a la carga... La osteopatía y muchos cursos sobre biomecánica se basan en este nivel de análisis. Juan Anaya considera que es aplicable para entender la base del diseño de férulas de posicionamiento y funcionales en pacientes neurológicos.
Análisis por Cadenas Musculares:
Introduce un nivel de complejidad mayor. Agrupa músculos siguiendo criterios eminentemente estructurales y de localización. Por ejemplo, el método GDS (Godelieve Denys Struyf) es uno de los enfoques más famosos con este nivel de análisis.
Introduce conceptos como estabilización, movilidad, efectos radiales/locales/distales.
Un mismo músculo puede participar en varias cadenas si sus fibras tienen disposiciones afines a diferentes funciones (por localización u orientación).
Limitaciones: Aún tampoco contempla el sistema nervioso (ni siquiera el nervio periférico). Es muy localizacionistas, un músculo pertenece a una cadena por su disposición (por ejemplo, si está colocado por delante y adentro, en posición anatómica, se dice que es un músculo AM, antero-medial).
Pros: Aportan una visión más relacional y dinámica que la fisiología articular. Pueden ser una herramienta de trabajo poderosa hacia niveles más complejos.
Ejemplos de Cadenas (según algunos enfoques como GDS):
Desplazamiento sagital: Cadenas Antero-Medial (AM) y Postero-Medial (PM) (flexión y extensión).
Desplazamiento horizontal: Cadenas Antero-Lateral (AL) y Postero-Lateral (PL) (rotación interna y externa, aproximación o separación de miembros a la línea media).
Desplazamiento vertical: Cadenas Antero-Posterior (AP) y Postero-Anterior (PA) (hacia arriba y hacia abajo, enderezamiento). La PA genera desplazamiento hacia arriba (el verdadero enderezamiento), la AP genera desplazamiento hacia abajo y adelante. Hay que evitar confundir el enderezamiento con la extensión. Estas cadenas funcionan siempre complementándose, por ejemplo, La PA y la AM funcionan como contrabalanceo en la deglución.
Conceptos clave en Cadenas (enfoque básico):
Dominio: La zona desde donde tira la cadena, donde se encuentra la huella útil o función más determinante.
Residencia: La zona que debe estar estable para que la cadena cumpla su función. Es como la casa de la cadena.
Pívot: Articulaciones que, al cambiar de posición, fuerzan la activación de un encadenamiento. Por ejemplo, en bipedestacion, el desbloqueo de rodilla es un pívot primario de la cadena AM.
Patrones Neuromusculares (por ejemplo, los explicados en la Facilitación Neuromuscular Propioceptiva o PNF):
Un nuevo nivel de complejidad en el estudio biomecánico. Se diferencian de las cadenas en que cada patrón contiene componentes de varios encadenamientos (sagital, horizontal, frontal).
Incluyen explícitamente aspectos neurales. El recorrido de los nervios periféricos toma un papel central.
El paradigma se inició con los trabajos de Kabat y sus colaboradores (Patrones de PNF o FNP). El problema es que, a menudo, se enseñan de forma memorística sin las bases neurofisiológicas y biomecánicas subyacentes.
Se enfatiza que la estructura se configura conforme la función se hace saliente.
Los patrones introducen de forma clara aspectos como el reclutamiento neural. Un ejemplo de patrón es la flexión, rotación externa y separación de cadera en cadena abierta .
La rodilla en estos patrones puede ir a flexión o extensión, aunque los patrones flexores de cadera son más atractores de la flexión de rodilla.
Sinergias Neuromusculares:
Primer gran constructo teórico enmarcado en la teoría sistémica de control motor.
A este nivel, es indispensable tener en cuenta las estructuras corticales y subcorticales, englobando a los niveles más bajos (principios de anidamiento).
Nacen de la interacción de leyes fundamentales como la gravedad y la capacidad de contracción muscular.
Su función es reducir grados de libertad en la gestión del movimiento, de forma que combinan la flexibilidad (para la adaptación) y la estabilidad (contra la perturbación).
Algunos conceptos importantes de este enfoque son el de emergencia, grados de libertad, auto-organización, anidamiento, atractor, clausura operativa, resonancia, ruido...
Esquemas de Movimiento (Schema):
El nivel más alto de complejidad en el análisis del movimiento actual.
Engloba a todos los niveles más simples y lleva el estudio de las sinergias a una nueva realidad.
Incluye no solo las áreas motoras y subcorticales, sino también áreas del sistema nervioso que se ocupan de sincronizar las distintas sinergias para cada tarea, entorno, persona y momento (por ejemplo, cortezas asociativas de alta integración frontales).
Requiere un profundo conocimiento de los niveles anteriores. Ya no habla de músculos específicos, está muy lejos de ellos.
Tiene importantes implicaciones en la práctica clínica. Por ejemplo, muchas repeticiones de un movimiento analítico (por ejemplo, flexión de codo) pueden no tener impacto en la forma en que la persona se alimenta. Contempla, por tanto, principios básicos de aprendizaje motor moderno, como la transferencia o la generalización de la automatización.
Incluso mejorando el Schema, la independencia funcional (por ejemplo, la alimentación) puede no mejorar debido a otros factores como el rol del cuidador o la institucionalización.
Los esquemas de movimiento contienen coordenadas que implican a casi la totalidad de la estructura para cada desplazamiento (taxis, métrica, nergia...)
El sistema nervioso central no tiene representaciones individuales de músculos.
Algunos puntos generales a tener en cuenta en neurofisioterapia del adulto
Miembro inferior: La hipertonía extensora plantar es muy frecuente tras daño medular y encefálico, con signos como la navaja sural, clonus aquíleo y signo de Babinski. Esto dificulta el reclutamiento del dorso del pie (dorsiflexión). La musculatura posterior de la tibia es más poderosa que la anterior porque nos desplazamos hacia adelante necesitando empuje y estabilización sagital del pilón tibial. La estrategia más frecuente adoptada por el sistema nervioso tras un ictus es limitar la carga sobre el miembro inferior más afectado, de forma consistente.
Miembro Superior: Tiene una representación cortical muy superior. La alteración de la sensibilidad explícita genera mayor afectación de su funcionalidad potencial, pues necesitamos más información explícita para regular la manipulación que la marcha. La complejidad de la mano (altos requerimientos de procesamiento) hace que las lesiones del SNC la afecten significativamente.
Análisis del movimiento en neurociencia: Se debe analizar la tarea concreta y el contexto para nombrar la acción del músculo. Hay que incluir las componentes biomecánicas básicas en los ejercicios analíticos para facilitar la transferencia a la clínica. Por ejemplo, un músculo AM como el recto anterior del abdomen pueden actuar como flexor de tronco o como controlador de la extensión de tronco en excéntrico, según la tarea, la posición de partida, etc.
Los pacientes no son pasivos; su comportamiento (personalidad, miedo, cognición, nivel físico previo) influye en cómo interactúan con las facilitaciones o ejercicios.
Abordaje Clínico y Herramientas
Se discute el uso de ayudas técnicas o facilitadores, como las férulas.
Las férulas de posicionamiento (por ejemplo, para la muñeca) deben considerar las desviaciones asociadas para ser fisiológicas. En miembro inferior, se insiste en posturar el pie hacia flexión dorsal con pronación y valgo del retropie tras ictus, por ejemplo.
No hay que tener miedo de pautar ayudas técnicas en agudo, si son para facilitar y repetir la función. Si una persona tiene potencial para soltar la férula o la ayuda, lo hará; si no, no. La responsabilidad del fisioterapeuta es que todas las ayudas técnicas sirvan para la función.
El uso de férulas requiere vigilancia para evitar roces y asegurar comodidad.
Ejemplos de herramientas: El foot-up (elástico que asiste la dorsiflexión del pie), las férulas de casting tape (vendas que fraguan como escayolas, permitiendo diseñar férulas que dejan libre el talón y el apoyo en las cabezas de los metatarsianos), etc
Flujo de la sesión: El trabajo pasivo (estiramientos, neurodinamia...) no debe detener el flujo de la sesión, convertirse en un descanso. Juan recomienda aplicar este tipo de abordajes mientras la persona descansa entre series activas, o en amplitudes que el paciente no puede alcanzar por sí mismo. Se pueden usar estas pausas para saturar reflejos o meter trabajo pasivo mientras se conversa o se hidrata, por ejemplo.
Trabajo orientado a función, incluso con enfoque de cadenas: Por ejemplo, en miembro inferior, al trabajar la cadena AM, es fundamental trabajar en cadena cerrada y asegurar la anteriorización tibial en excentrico (que se desplace la pelvis regulada desde niveles distales). La movilidad en cadena abierta se puede trabajar en los descansos, por ejemplo.
Principios Limitantes
La reducción de grados de libertad es una función clave del sistema nervioso en biomecánica desde el enfoque de sistemas. Necesitamos aumentar los grados de libertad para tener opciones, pero también disminuirlos para poder gestionarlos. Si aumentamos las opciones por encima de nuestra capacidad de procesamiento, corremos riesgo de perder la capacidad funcional.
El concepto de Manifiesto No Controlado (UCM - Uncontrolled Manifold) se relaciona con la reducción de grados de libertad y la gestión de la variabilidad. Por ejemplo, tras un daño cerebral, un UCM (manifiesto no controlado) puede entenderse como un patrón de movimiento emergente, no previsto ni intencionado por el paciente ni por el terapeuta, que aparece como resultado de la reorganización funcional del sistema nervioso central. Estos movimientos no son simplemente errores motores, sino respuestas del sistema que, en su intento de mantener la tarea o la estabilidad global del cuerpo, genera soluciones alternativas no entrenadas, a menudo ineficaces. Por ejemplo, la aparición de una sinergia extensora en un miembro superior durante una tarea de alcance podría considerarse un UCM: no fue planeado, pero el sistema lo manifiesta como una forma de resolver el reto postural o motor con los recursos disponibles tras la lesión. Analizar estos UCMs permite comprender no solo los déficits, sino también las estrategias compensatorias emergentes del sistema motor dañado.
El sistema se reorganiza basándose en los limitantes, sean estructurales o funcionales. Cualquier cambio (envejecer, crecer) registra estos límites y actualiza el sistema. Las variables ortogonales a la variabilidad se relacionan con cómo el sistema reorganiza el control distribuido. En el marco de la teoría de la redundancia motora de Latash y colaboradores (donde surge el concepto de UCM) , las variables ortogonales a la estabilidad son aquellas dimensiones del espacio de coordinación motora que, cuando se alteran, afectan directamente al resultado final de la tarea. Dicho de otro modo, son los cambios en la organización motora que el sistema no puede permitir sin que se comprometa el éxito funcional de la acción. Por ejemplo, tras una lesión neurológica, como un ictus o un traumatismo craneoencefálico, el sistema nervioso pierde precisión y flexibilidad en el control de redundancias motoras. En este escenario, las variables ortogonales a la estabilidad son aquellas componentes del movimiento (por ejemplo, ciertos grados de libertad articular o métrica) que, si se desvían de su rango funcional, conducen a errores significativos en la tarea, como no alcanzar un objeto, perder el equilibrio o generar movimientos sin propósito. Es decir, son estrategias que impiden la consecución de la función, no existe una combinación posible con ellas que resuelva el problema. Por ejemplo, suponemos que una persona con hemiparesia intenta llevar una taza a la boca. El sistema motor puede permitir múltiples combinaciones de movimientos articulares del hombro, codo y muñeca que mantengan la trayectoria global (estas combinaciones forman el UCM), pero hay ciertas combinaciones (por ejemplo, el mantenimiento de la extensión de codo más allá de los 90º) que salen de esa zona de estabilidad y afectan el objetivo de forma irremediable, impidiendo llevar la taza a la boca con cualquier estrategia o causando un derrame del líquido. Esas desviaciones estarían en la dimensión ortogonal al manifold, y el sistema debería controlarlas activamente. La mayoría de las veces, el antídoto para las ortogonales incluye adaptaciones de la tarea (uso de apoyos, facilitadores, nuevas herramientras, adaptaciones...) o el entorno.
Esperamos que estas ideas tratadas en el seminario os hayan servido para reflexionar sobre algunos puntos importantes que os permitan mejorar la forma en la que entendéis la biomecánica en neurociencia clínica.
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